## Analisa Propagasi Gelombang Continuous Wave

## Pada Radio Amatir di Frequency 21 MHz

## Marza Ihsan Marzuki dan Bambang Irawan
Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana, Jakarta bbg_irawan@yahoo.co.id

## Abstrak
Ionosfer  merupakan  lapisan  atmosfer  bumi  pada  ketinggian  ratusan kilometer  di  atas  permukaan  laut.  Sebagai  zantara  yang  dirambati gelombang  electromagnetic,  ionosfer  berupa  plasma,  yakni  gas  yang terdiri  atas  electron-electron  dan  ion-ion  positif  pasangannya  dalam keseimbangan  dinamik.  Ketinggian  lapisan  ionosfer  mempengaruhi besarnya  frekuensi  yang  dapat  dipantulkan  oleh  lapisan  ionosfer. Perhitungan  dua  parameter  komunikasi  radio  HF,  yakni  frekuensi maksimum  dan  waktu  terbaik  untuk  berkomunikasi.  Dengan menggunakan  perumusan Multi  Quasi  Parabolic tersebut  dilakukan perhitungan dengan menggunakan asumsi jari-jari bumi di ekuator yaitu 6378.3888 kilometer, dari hasil analisa tersebut didapat bahwa frekuensi maksimum  radio  HF  bergantung  kepada  kerapatan  electron  dan ketinggian  ( h )  lapisan  ionosfer  serta  jarak  komunikasi  (d),  untuk komunikasi  radio  jarak  jauh  diperlukan  frekuensi  yang  lebih  tinggi dibandingkan  komunikasi  jarak  dekat,  untuk  komunikasi  jarak  jauh diperlukan  tiang  antenna  yang  lebih  tinggi,  komunikasi  radio  pada malam  hari  lebih  rentan  terhadap  gangguan  oleh  obyek  di  sekitar antenna sehingga diperlukan tiang antenna yang lebih tinggi.
Kata kunci : Ionosfer,  Propagasi, Frekuensi, Komunikasi Radio HF

## Abstract
Ionosphere is a layer of the earth's atmosphere at an altitude of hundreds of  kilometers  above  sea  level.  As  the  zircon  is  electromagnetic  waves, the ionosphere is a plasma, ie a gas consisting of electrons and positive couples  in  a  dynamic  equilibrium.  The  height  of  the  ionospheric  layer affects the amount of frequency that can be reflected by the ionosphere layer. Calculation of two parameters of HF radio communications, ie the maximum  frequency  and  the  best  time  to  communicate.  By  using  the formulation of Multi Quasi Parabolic is calculated using the assumption of  radius  of  the  earth  at  the  equator  that  is  6378.3888  kilometers,  from the analysis it is found that the maximum frequency of HF radio depends on electron density and height  (h) ionosphere layer  and communication distance  (d)  For  long  distance  radio  communication  required  higher frequencies  than  close-range  communication,  for  long  distance communication  required  higher  antenna  pole,  radio  communication  at night is more susceptible to disturbance by object around antenna so that needed antenna pole higher.
Keywords: Ionosphere, Propagation, Frequency, HF Radio Communication
Received 2 October 2016 Accepted for Publication 31 October 2016 DOI: 10.22441/incomtech.v7i2.1169

## 1. PENDAHULUAN
Pertumbuhan  telekomunikasi  sangat  berkembang  pesat  di  era  multidigital sekarang  ini,  hal  itu  dibuktikan  dengan  semakin  beragamnya  alat-alat  teknologi super  canggih  yang  beredar  di  pasaran.  Masyarakat  semakin  dimanjakan  dengan makin maraknya teknologi telekomunikasi super canggih tersebut. Telekomuniksi sudah  menjadi  kebutuhan  di  era  multidigital  sekarang  ini.  Dalam  komunikasi menggunakan  perangkat  Handy  Talky  topografi  suatu  daerah  sangat mempengaruhi  kualitas  penerimaan  maupun  pengiriman  suatu  informasi  audio. Hal  ini  bila  di  halangi  oleh  gedung,  gunung  atau  lautan.  Propagasi  radio  sangat tergantung  dengan  kerapatan  electron  ionsphare,  hal  ini  sangat  berpengaruh terhadap  komunikasi  radio  dengan  menggunakan high frequency .  Tingkat kebutuhan  manusia  terhadap  informasi  ini  sangat  meningkat.  Peningkatan kebutuhan  ini  ternyata  menimbulkan  masalah  terutama  bagaimana  informasi  ini dapat tersampaikan dengan baik.
Komunikasi  radio  merupakan  hubungan  komunikasi  yang  menggunakan media udara dan menggunakan  gelombang radio sebagai  sinyal  pembawa. Suatu perangkat  system  komunikasi  radio  sedikitnya  terdiri  dari  3  bagian  utama  yaitu: pesawat radio, antena dan power supply . Pesawat radio merupakan bagian utama yang  berfungsi  mengirim  dan  menerima  informasi  dalam  bentuk  gelombang suara.  Perangkat  radio  pada  dasarnya  terbagi  menjadi  2  yaitu  bagian  pemancar ( transmitter )  dan  bagian  penerima  ( receiver ).  Kedua  bagian  ini  menjadi  suatu kesatuan dengan fungsi  masing-masing  ( transceiver ). Gelombang radio  HF pada frekuensi  3  –  30  MHz  memiliki  kelebihan  dapat  dipantulkan  oleh ionosphere , sehingga dapat dimanfaat untuk komunikasi jarak jauh tanpa memerlukan repeater ataupun  satelit  Frekuensi.  Lapisan  ionosphere  yang  dapat  digunakan  untuk komunikasi tergantung jarak dan kondisi lapisan ionosphere pada saat komunikasi berlangsung.
Berdasarkan uraian pada latar belakang masalah maka permasalahan yang di teliti  dapat  dirumuskan  perlunya  perhitungan  untuk  mengetahui  propagasi  yang diperlukan dan ketinggian pantulan yang di pengaruhi oleh jarak komunikasi dan bagaimana  memastikan  waktu  yang  terbaik  untuk  melakukan  komunikasi  antar radio  pada  gelombang continues  wave (CW)  pada  frekuensi  21  MHz.  Untuk mempermudahkan  dan  lebih  terperincinya  pembahasan  penulisan,  ruang  lingkup penelitian ini maka batasan-batasan  pada penelitian ini adalah sebagai berikut, di sini dibahas komunikasi radio dengan menggunakan sinyal high frequency dengan menggunakan  frekuensi  21  MHz,  yang  menggunakan software NIMM Logger V14.9 , dan software MMTTY ver1.68A (C) JE3HHT 2000 -2010. Didapatkan  penelitian  sebelumnya  yang  terkait  dengan  penelitian  ini.  Pada penelitian  yang  di  lakukan  oleh  Jie  Sun,  Xiao-Juan  Zhang  (2016)  pada  tulisan yang  berjudul  “ Multi  Quasi  Parabolic  ionsphare  model  with  EF-valle y”  dan tulisan Dieter  Bilitza,  Lee-Anne McKinnell, Bodo Reinisch (2011) dengan judul “The  international  reference  ionsphare  today  and  in  the  future” .  Jie  Sun  dkk,
menyediakan  alternative  model  konvensional  Multi-quasi  parabola  (MQP)  yang menerapkan  parameter  EF-Valey.  Perhitungan  yang  di  lakukan  oleh  Jie  sun  dkk antara  Wuhan  dan  Beijing  dengan  mengumpulkan  waktu  yang  berbeda  yaitu  3 Januari  2014  di  16:22  (UT)  4  Januari  2014  di  03:07  (UT)  dan  25  Mei  2014  di 02:07  di  sesuaikan  dengan  scenario  malam  dengan  lapisan  F1,  scenario  siang tanpa  lapisan  F1  dan  scenario  siang  dengan  lapisan  F1  maka  masing-masing terdapat  satu  lompatan  prediksi  yang  terjadi  yang  di  hasilkan  dengan  tiga  model Multi  quasi  parabolic.  Jie  Sun,  Dkk  membandingkan  output  dari  prediksi  MQP konvensional,  prediksi  Multi  Quasi  Parabolic  QP  With  EF  Valey  dan  hasil pengamatan.  Sedangkan  Dieter  Bilitza  dkk,  memaparkan  dari  keluaran  IRI ( International Reference Ionosphere ) sejak awal berdiri hingga tahun 1993. Salah satunya adalah sogtware yang pada versi terbarunya IRI2012 dimanfaatkan dalam penelitian ini.
Di penelitian ini ingin dianalisis gelombang continuous wave (CW) 21 MHz yang  memanfaatkan  lapisan ionosphere ,  akan  dioptimalkan  waktu  komunikasi data digital gelombang continuous wave (CW) 21 MHz saat memanfaatkan lapisan ionosphere dan dianalisa ketinggian pantulan gelombang radio.

## 2. DASAR TEORI

## 2.1 Rambatan Gelombang Radio
Komunikasi  gelombang  radio  menggunakan  gelombang electromagnetic yang  dipancarkan  lewat atmosphere bumi  atau  ruang  bebas  membawa  informasi melalui  jarak-jarak  yang  panjang  tanpa  penggunaan  kawat.  Getaran  sinyal pembawa  itu  harus  disampaikan  kepada  penerima  dan  proses  penyampaian  ini harus di lakukan melalui jalur yang sudah di tentukan. Dalam hal ini penyampaian getaran  melalui  jalur  disebut  media  transmisi  dan  getaran  pembawa  termodulasi merambat  (propagate)  dalam  media  transmisi.  Da  di  dalam  media  ini  rambatan carrier disebut gelombang pembawa ( carrier wave ).
Modulasi  digital  merupakan  proses  penumpangan  sinyal  digital  (bit  stream) ke  dalam  sinyal  carrier.  Modulasi  digital  sebetulnya  adalah  proses  mengubah- ubah  karakteristik  dan  sifat  gelombang  pembawa  ( carrier )  sedemikian  rupa sehingga bentuk hasilnya ( modulated carrier ) memiliki ciri-ciri dari bit-bit (0 atau 1) yang dikandungnya. Berarti dengan mengamati modulated carriernya, kita bisa mengetahui  urutan  bitnya  disertai  clock  (timing,  sinkronisasi).  Melalui  proses modulasi  digital  sinyal-sinyal  digital  setiap  tingkatan  dapat  dikirim  ke  penerima dengan baik. Untuk pengiriman ini dapat digunakan media transmisi fisik (logam atau  optik)  atau  non  fisik  (gelombang-gelombang  radio).  Gelombang  pembawa berbentuk  sinusoidal  yang  termodulasi  disebut  modulasi  digital.  Adapun  yang termasuk  modulasi  digital  seperti  Amplitudo  Shift  Keying  (ASK),  Frequency Shift  Keying  (FSK),  Phase  Shift  Keying  (PS).  Modulasi  analog  adalah  proses pengiriman  sinyal  analog  atau  isyarat  analog  yaitu  sinyal  data  yang  berbentuk gelombang  yang  begitu  kontinyu,  yang  akan  membawa  suatu  informasi  dengan merubah  karakteristik  dari  gelombang. Dua  parameter  atau  karakteristik  yang terpenting  dan  dimiliki  oleh  isyarat  analog  yaitu  amplitude  dan  juga  frekuensi. Isyarat analog pada biasanya telah dinyatakan dalam gelombang sinus, mengingat
gelombang  sinus  itu  merupakan  sebuah  dasar  yang  berguna  bagi  semua  bentuk isyarat analog.

## 2.2 Sistim Gelombang High Frequency
High Frekuensi (HF) merupakan gelombang radio pada frekuensi 3-30 MHz yang  digunakan  pada  radio  komunikasi  jarak  jauh.  Untuk  band  frekuensi  ini propagasi  gelombang  elektromagnetik  tidak  dapat  menembus  lapisan ionosfer , tetapi  dipantulkan  oleh  lapisan ionosfer. Sehingga  atmosfer  berfungsi  sebagai Transmitter (Sumber) Receiver (Penerima) repeater secara  alami.  Lapisan ionosfer merupakan  lapisan  atmosfer  bumi  yang  memiliki  sifat  yang  dapat memantulkan  gelombang  elektromagnetik.  Dengan  lintasan  ini,  jangkauan komunikasi  radio  dapat  mencapai  jarak  yang  lebih  jauh.  Sinyal  radio  HF  dapat merambat  melalui  3  medium,  yaitu  pada  gelombang permukaan bumi (ground wave), gelombang  langsung (line  of  sight), dan  gelombang  langit (skywave). Media  Transmisi  (Transmission  Media)  merupakan  suatu  media  yang  berfungsi untuk  menghubungkan  antara  pengirim  data  dengan  penerima  data.  Jika  jarak yang  cukup  jauh,  maka  data  tersebut  akan  diubah  terlebih  daulu  menjadi  kode atau isyarat, dengan demikian isyarat tersebut akan dimanipulasi dengan berbagai cara  untuk  diubah  kembali  menjadi  data.  Pengertian  Spektrum  Frekuensi  Radio adalah  pengalokasian  frekuensi  dalam  kehidupan  sehari-hari,  kita  sering mendengar  adanya  Radio  FM,  Radio  AM,  Frekuensi  VHF  Televisi  maupun Frekuensi  UHF  Televisi.  Berikut  adalah  pembahasan  singkat  dari  Spektrum Frekuensi  Radio  dan  pengalokasian  Frekuensinya.  Gelombang  Radio  adalah Gelombang Elektromagnetik yang disebarkan melalui Antena. Gelombang Radio memiliki  Frekuensi  yang  berbeda-beda  sehingga  memerlukan  penyetelan Frekuensi  tertentu  yang  cocok  pada  Radio  Receiver  (Penerima  Radio)  untuk mendapatkan  sinyal  tersebut.   Frekuensi  Radio  (RF)  berkisar  diantara  3  kHz sampai  300  GHz.  Pada  Aplikasinya,  Siaran  Radio  dan  Siaran  Televisi  yang  kita nikmati saat ini berada pada pengalokasian kisaran Frekuensi seperti ditampilkan di table 1.
Tabel 1. Alokasi Frekuensi

## 2.3 Gelombang Permukaan
Suatu  gelombang  radio  yang  merambat  dekat  pada  permukaan  bumi  akan berjalan  mengikuti  lengkungan  bumi  berakibat  fenomena  difraksi  (diffraction) gelombang  pembelokan.  Ini  merupakan  fenomena  yang  menyebabkan gelombang-gelombang  suara  berjalan  mengitari  suatu  halangan.  Efek-efek difraksi tergantung pada panjang gelombang dan besarnya rintangan, dan menjadi akan  terasa  untuk  panjang  gelombang  yang  lebih  besar.  Konduktivitas  dan permisivitas  permukaan  memainkan  peranan  penting  dalam  perambatan gelombang  permukaan,  karena  gelombang  akan  mengimbas  ( induce )  arus displacement  dan  arus  kondusi  pada  permukaan.  Dipandang  dari  angkasa  bumi bercahaya  seperti  batu  menyala-nyala  dalam  tata  surya.  Sejak  zaman  Pythagoras (500  sebelum  Masehi,  bentuk  umum  bumi  dikenal  bulat.  Claudius  Ptolemly mengumpulkan  daftar  pengamatan  ekstesif  yang  menunjukan  bahwa  bumi berbentuk  bola.  Crhistopher  Columbus  (1451-1506)  mengetahui  bahwa  bumi adalah  bulat  dan  berfikir  dapat  menemukan  jalan  pintas  (shortcut)  ke  Hinida dengan  berlayar  ke  barat.  Tetapi  dengan  memaknai  nilai  nilai  Ptolemy  untuk bulatan  bumi,    Columbus  mendapatkan  pelayaran  jauh  lebih  panjang  dari  pada yang  ia  perkirakan.  Karena  nilai  yang  diperoleh  Ptolemy  lebih  kecil  daripada nilai-nilai actual.
Bumi  tidak  tepat  berbentuk  bola,  karena  berotasi  mengelilingi  sumbunya. Bumi berbentuk dempak dengan jari-jari kutub 21,5 km lebih pendek dari jari-jari ekuator.  Tonjolan  ekuatorial  membuat  diameter  ekuator  12.757  km,  sedangkan diameter  melalui  kutub  sekitar  12.714  km.  Eratosthenes  (276-194  sebelum masehi)  menentukan  bahwa  pada  siang  terpanjang  pada  soltis  musim  panas, matahari  berada  tepat  (diatas  kepala  pada  tengah  hari  jam  12.00  di  kota  Syne (sekarang  disebut  Aswan),  Mesir.  Pada  hari  yang  sama  pada  tengah  hari  (jam 12.00)  sebuah  tiang  pada  Alexandria  memberikan  bayangan  pada  tanah  yang panjangnya  membuat  sudut  zenith  matahari  (sudut  antara  matahari  dan  vertical sebesar 1/50 lingkaran (7 0 ). Seperti gambar 1 sudut itu (7 0 ) terbentuk oleh radius dari pusat bumi yang mengarah ke Alexandria dan Syne yang juga 1/50 lingkaran. Jarak  dari  Syne  ke  Alexandria  diketahui  5.000  stadia  atau  sekitar  925  km. Eratosthenes menghitung bawa keliling bumi harus 50 x 5.000 = 250.000 stadia = 46.000  km  =  29.000  mil.  Jari-jati  bumi  dengan  mudah  dapat  dihitung  dari kelilingnya dan diperoleh 4600 mil. Hasil ini hanya ssekitar 15 persen lebih tinggi dari pada nilai sebenarnya.

## Gambar 1 Perhitungan Keliling bumi menurut Eratosthenes
Rasio  (perbandingan)  keliling  lingkaran  dengan  diameternya  (2  x  radius) sama  dengan  3,1416  dan  dikenal  dengan  π  :  (huruf  Yunani  pi).  Rotasi  bumi  di sekitar  sumbunya  menyebabkan  bumi  berbentuk  dempak  (spheroid)  yaitu berbentuk  bola  sedikit  rata  pada  kutubnya,  sehingga  jari-jari  polar  (jarak  dari pusat bumi ke kutub lebih pendek dari pada jari-jari ekuator yaitu jarak dari pusat bumi  ke  setiap  titik  pada  ekuator.  Rujukan  international  tentang  dimensi  bumi yang  diadopsi  oleh  IUGG  (the  International  Union  of  Gedesy  and  Geophysic) mempunyai pendekatan sebagai berikut:
Dengan jari-jari pada sisi polar = 6.357 km dan jari-jari sisi ekuator = 6.378 km, Maka jari-jari rata-rata
= 6.371 km
Luas permukaan bumi dapat dihitung dari radiusnya, yaitu L = 4πr 2 = 4 x 3,14 x (6371 km) 2 ~ 510 juta km 3 dan volumenya =
1,08 x 10 12 km 3 .

## 2.4 Karakteristik Matahari
Matahari,  bintang  terdekat,  memberikan  energy  untuk  mem-pertahankan kehidupan  di  bumi,  karena  kedekatanya,  bintang  ini  menjadi  sasaran  ahli-ahli astronomi  untuk  menyelidiki  dan  mengamati  secara  rinci  roman  (feature) permukaan  matahari.  Jika  kita  memandang  matahari  ketika  terbit  dan  terbenan atau melalui lapisan awan, maka matahari tanpak seperti piringan yang pinggirnya jelas. Piringan matahari yang tampak ini disebut fotosfer.
Gerakan semu matahari dibatasi oleh garis lintang 23,5 0 U yang disebut tropis Cancer  atau  garis  balik  utara  dan  lintang  23,5 0 S  yang  disebut  tropis  capricron atau garis balik selatan. Posisi matahari di ekuator disebut ekinos, terjadi dua kali selama  revolusi  bumi  terhadap  matahari  pada  tanggal  21  Maret  disebut  ekinoks musim  semi dan  23 September disebut ekinos musim  gugur untuk  belahan bumi utara.  Pada  tengah  hari  jam  12.00  sinar  matahari  tegak  lurusekuator,  sinar matahari  menyinggung  kutub  utara  dan  kutub  selatan.  Lingkaran  terang  melalui kutub utara dan kutub selatan membagi garis lintang tempat sama besar, sehingga lamanya  sian  dan  malam  hari  sama  12  jam  di  seluruh  tempat  di  bumi.  Gerakan matahari dapat mempengaruhi kondisi di bumi seperti pada gambar 2.

## 2.5 Kerapatan Electron (Ne)
Selain  kerapatan  elektron,  parameter  ionosfer  yang  sering  kali  digunakan adalah  frekuensi  plasma.  Secara  fisis  kerapatan  elektron  dan  frekuensi  plasma mempunyai  hubungan  linear.  Artinya,  jika  kerapatan  elektron  tinggi,  maka frekuensi  plasma  juga  tinggi.  Demikian  pula  sebaliknya.  Informasi  tentang frekuensi lapisan ionosfer ini mempunyai arti penting untuk mengetahui frekuensi gelombang  radio  yang  dapat  dipantulkannya.  Maka  erdasarkan  unsur  dominan yang  membentuknya,  lapisan  ionosfer  dibagi  menjadi  beberapa  bagian.  Satu bagian  lapisan  mempunyai  maksimum  kerapatan  elektron  atau  puncak.  Lapisan yang menempati  ruang angkasa dari ketinggian 60 km  sampai dengan 90 km  ini dinamakan lapisan D.  Lapisan D merupakan bagian lapisan ionosfer  yang paling bawah  dan  merupakan  peralihan  antara  atmosfer  netral  dan  lapisan  ionosfer. Kerapatan  elektron  rata-rata  di  lapisan  ini  relatif  kecil  dibandingkan  kerapatan
elektron bagian lainnya.
Gambar 2 Kondisi rotasi matahari terhadap bumi
Fenomena  di  lapisan  D  mempunyai  arti  penting  dalam  penelitian  untuk mengungkap  alih  (transfer)  energi  dari  atmosfer  bawah  ke  lapisan  ionosfer. Informasi  ini  diperlukan  untuk  mengungkap  proses  aliran  energi  dari  Matahari yang  terperangkap  di  atmosfer  bawah  dan  lingkungan  Bumi  dan  diduga  kuat mempunyai  peran  penting  sebagai  faktor  yang  turut  mengendalikan  fenomena perubahan cuaca dan iklim di permukaan Bumi.
Lapisan  di  atas  lapisan  D  disebut  lapisan  E  yang  menempati  ruang  angkasa dari ketinggian 90 km  sampai dengan 150 km.  Dalam kondisi  normal,  lapisan E muncul  hanya  pada  siang  hari  di  saat  intensitas  energi  Matahari  yang  sampai  di ketinggian  lapisan  ini  cukup  kuat.  Energi  Matahari  yang  mencapai  lapisan tersebut  digunakan  untuk  pembentukan  lapisan  melalui  proses  ionisasi. Sedangkan  pada  malam  hari,  energi  Matahari  yang  mencapai  lapisan  E  tidak cukup  untuk  proses  ionisasi  sehingga  lapisan  ini  tidak  muncul.  Dalam  kondisi tertentu lapisan E muncul disertai dengan lapisan tambahan  yang disebut lapisan E-sporadis  (Es)  yang  menempati  ketinggian  100  km  sampai  dengan  150  km. Lapisan  Es  muncul  tidak  hanya  pada  malam  hari,  tetapi  juga  pada  siang  hari. Kemunculan  lapisan  Es  pada  malam  hari  lebih  disebabkan  oleh  fenomena  hujan meteor  dan  angin  geser  (wind  shear).  Oleh  karena  itu,  kemunculan  lapisan  Es pada  malam  hari  sering  digunakan  untuk  mendeteksi  adanya  debu  meteor  yang memasuki lingkungan Bumi.
Selanjutnya,  lapisan  yang  menempati  ruang  dari  ketinggian  150  km  sampai
Waktu 24.00 Waktu 06.00 WIB Waktu 12.00 Waktu 18.00
dengan 1.000 km disebut lapisan F. Pada siang hari saat intensitas energi Matahari cukup kuat, maka pada ketinggian ini juga terjadi dua lapisan, dan bahkan sering kali  menjadi  tiga  lapisan.  Lapisan  yang  paling  bawah  disebut  lapisan  F1  yang biasanya menempati  ketinggian 150 km-200 km,  yang muncul  hanya pada siang hari dan  saat Matahari aktif.  Lapisan di atasnya  disebut lapisan  F2  yang  muncul hampir  setiap  saat  kecuali  ada  gangguan  badai  ionosfer  sebagai  akibat  dari aktivitas  Matahari  yang  tidak  normal.  Pada  saat  tertentu,  ketika  intensitas  energi yang  dipancarkan  Matahari  sangat  kuat,  sering  muncul  lapisan  tambahan  yang biasanya  letaknya  paling  atas.  Jika  muncul  lapisan  seperti  ini,  maka  disebut lapisan F3. [3] .

## 2.6.Ionosphere
Ionosphere merupakan  bagian  dari  atmosfer  yang  terionisasi  oleh  radiasi matahari. Lapisan ionosfer pada sekitar ketinggian 80 s.d 800 km pada permukaan laut.  Lapisan  ini  berperan  penting  bagi  keelektrikan  atmosfer  dan  membentuk batas  dalam  lapisan  magnetosfer.  Fungsi  utamanya,  di  antara  fungsi-fungsi  yang dimilikinya,  adalah  yang  dapat  mempengaruhi  rambatan  radio  ke  tempat-tempat yang  jauh  di  muka  bumi.  Bagian  lapisan  ionosphere  terdiri  dari  lapisan-  lapisan ionosfer  yang  memuat  lima  lapisan  ini  mempunyai  sifat  yang  berbeda-  beda antara  satu  dengan  yang  lainnya.  Oleh  karena  itu,  untuk  mengenali  masing- masing dari lapisan ini perlu diketahui  karakteristik dari masing- masing lapisan tersebut.
Lapisan ini sangat di pengaruhi oleh beberapa karakteristik dan mempunyai ciri yang khusus antara lain adalah :
 Merupakan sebuah lapisan dimana semua atom- atom yang berada di wilayah ini mengalami ionisasi.
 Memiliki suhu atau temperatur di antara 0 derajat hingga 70 derajat Celcius.
 Lapisan ini tersusun  atas tiga lapisan,  yaitu: Lapisan E atau lapisan Kennelly Heavyside yang berada pada jarak atau ketinggian 100 hingga 200 kilometer. Lapisan  ini  berada  di  ketinggian  85  hingga  150  kilometer  (dengan  rata-  rata 100  kilometer).  Pada  lapisan  ini,  terjadilah  proses  ionisasi  yang  tertinggi. Llapisan ini dikenal sebagai lapisan ozon. Lapisan ini mempunyai  suhu yang berkisar antara minus 70 derajat Celcius hingga 50 derajat Celcius.
 Lapisan  F  atau  lapisan  Appleton  yang  berada  di  ketinggian  200  hingga  400 kilometer.
Pada  atmosfer  atas  di  ketinggian  sekitar  60  km  sampai  di  atas  500  km, beberapa  melekul  udara  terionisasi  oleh  radiasi  ultraviolet  (UV)  dari  matahari yang  menghasilkan  gas  terionisasi.  Sebuah  gas  terionisasi  juga  disebut  plasma, dan  daerah  ini  disebut  ionosfer.  Ionisasi  adalah  proses  dimana  electron-electron yang  bermuatan  listrik  negative  terkelupas  (stripped)  dari  atom  atau  molekul netral  untuk  membentuk  ion-ion  bermuatan  positif  dan  electron-electron  bebas. Ion-ion  ini  yang  memberi  nama  lapisan  atmosfer  sebagai  ionosfer,  tetapi  lapisan ini sangat  ringan dan  electron-electron bergerak lebih  bebas  yang sangat  penting dalam  hubungnya  dengan  penjalaran  gelombang  radio  fruekuensi  tinggi  (HF). Lapisan ionosfer mempunyai densitas electron bervariasi seperti pada gambar 3.

## Gambar 3. lapisan atmosfer berdasarkan sifat-sifat radio eletrik
Ketinggian  ionosfer  dapat  ditentukan  dengan  mengirimkan  gelombang  dari pemancar  (emiiter)  titik  A  ke  atmosfer  yang  mempunyai  frekuensi  sama  dengan frekuensi  gelombang  yang  dipantulkan  oleh  lapisan  yang  diukur.  Gelombang  ini diterima oleh penerima (reciver) titik  B  yang terletak pada jarak tertentu  dari A. dapat dilihat pada gambar 4. Jika jarak AB = 2d, kecepatan penjalaran gelombang ada c, dan jarak dari titik A atau B ke titik refleksi adalah h, maka tinggi lapisan ionosfer  (x).  Pada  kenyataan  gelombang-gelombang  hanya  dipantulkan  menurut segitiga  seperti  pada  gambar  4.  gelombang  membelok  dalam  lapisan  terionisasi. Ketinggian  nyata  yang  dicapai  gelombang  adalah  lebih  rendah  dari  pada ketinggian yang ditentukan, dan disebut ketinggian ekivalen.
Gambar 4. Menentukan tinggi lapisan ionosfer
Tinggi nyata d d h Emitter Receive 2 A B X Tinggi ekivalen

## 2.7. Nomenklatur Lapisan Ionosfer
Lapisan ionosfer dapat dibedakan dakan tiga daerag, yaitu daerah D, E dan F. daerah  D  terletak  diatas  ketinggian  50  km  sampai  80  km.  konsentrasi  electron bervariasi  antara  10 3 dan  10 4 electron/cm 3 .  Daerah  ini  memantulkan  gelombang panjang  kilometric  (1  =  1.000  m  atau  lebih)  dan  menyerap  gelombang  pendek (beberapa meter).
Daerah  E  terletak  antara  ketinggian  80  dan  160  km.  konsentrasi  electron bervariasi  dari  10 5 electron/cm 3 pada  siang  hari  sampai  10 3 electron/cm 3 pada malam hari. Daerah ini memantulkan gelombang hektometrik. Sedangkan daerag F  terletak  diatas  ketinggian  160  km  sampai  panas  yang  sangat  tinggi.  Daerah  F terdiri  dari dua lapisan  yaitu F 1 , dan F 2 . Daerah F 1 cukup tipis  dengan ketebalan sekitar  60  km,  sedangkan  daerah  F  dapat  mempunyai  ketebalan  yang  besar. Konsentrasi  electron di  daerah  F mencapai  2 x 10 6 electron/cm 3 pada ketinggian 400 km. Daerah ini memantulkan gelombang metric dapat dilihat pada gambar 5.
Selama  siang  hari,  ke  empat  daerah  ionosfer  biasanya  muncuk  dan  sangat penting  dalam  komunikas  frekuensi  tinggi  (HF).  Pada  malam  hanya  lapisan  F 2 yang  muncuk  diatas  200  km  dan  dinyatakan  dengan  daerah  F  saja.  Daerah  F 2 sangat penting untuk penjalaran gelombang frekuensi tinggi (HF), karena muncul sepanjang hari 24 jam dan memantulkan gelombang frekuensi tinggi daerah HF.
Daerah-daerah  ionosfer  tidak  terpisah  melainkan  bergabung  sedikit
(bertautan) satu sama lain. Daerah D, E dan F 1 hanya muncul selama siang hari di kendalikan  oleh  matahari.  Tetapi  daerah  F 2 selain  muncul  pada  siang,  juga  pada malam  hari  meskipun  demikian  dengan  pengurangan  densitas  electron.  Selain  di pengaruhi  matahari  daerah  F 2 juga  di  kendalikan  oleh  factor  lain  seperti  angina atmosfer dalam gas netral dan medan magnet bumi. Angina atmosfer meretribusi (membagi-bagikan)  ion-ion  yang  menyebabkan  daerah  ionosfer  F 2 muncul  baik malam  maupun  siang  hari.  Karena  F 2 muncul  pada  malam  hari  maka  F 2 adalah lapisan yang sangat penting untuk komunikasi gelombang radio (high frequency).
Gambar 5 Daerah ionosfer siang dan malam hari
IONOSFER Siang IONOSFER Malam Daerah F2 Daerah F2 Daerah F1 Daerah E Daerah D G. Everest 60 km 100 km 200 km 400 km

## 2.8. Pembentukan Ionosfer
Pembentukan  ionosfer  terjadinya  radiasi  yang  menyebabkan  ionisasi  dalam atmosfer  yaitu  sinar  X  dan  radiasi  ultraviolet  ekstrem  (EUV),  sinar  X  keluaran dari  matahari  ada  ireguler,  meningkat  kuat  pada  gejolak  panas  matahari  (solar flares)  besar.  Sinar  X  mengionisasi  gas  dalam  daerah  D  dan  dasar  daerah  E. Radiasi EUV (extreme ultraviolet) adalah radiasi pengionisasi yang lebih penting. EUV dihasilkan dalam khormosfer matahari pada daerah gangguan yang melapisi kelompok  noda  matahari  (sunspot).  Pada  umumnya  keluaran  EUV  dari  matahari mendekati konstan, tetapi berubah bulanan dan tahunan karena perubahan jumlah noda matahari.
Radiasi  EUV  diserap  oleh  atom-atom  dan  molekul-molekul  oksigen  dan nitrogen  (O,  O 2 ,  N,  N 2 )  pada  ketinggian  100  –  400  km  dan  mengionisasi  dalam daerah  E,  F1  dan  F 2 .  Radiasi  matahari  UV  (ultraviolet)  mempunyai  panjang gelombang lebih panjang daripada radiasi EUV.
Radiasi  UV  tidak  menyebabkan  ionisasi,  tetapi  diserap  oleh  ozon  (O 3 )  pada ketinggian sekitar 30 km seperti pada gambar 6.
Radiasi  EUV  matahari  diserap  karena  ia  mengionisasi  atom  dan  molekul. Karena  radiasi  matahari  menembus  atmosfer  bumi  sampai  dalam,  maka insentisanya  berkurang.  Tingkat  produksi  electron  sebanding  dengan  intensitas EUV  dan  densitas  udara.  Pada  puncak  atmosfer  intensitas  EUV  besar,  tetapi densitas udara kecil, sehingga ion dan electron yang dihasilkan juga sedikit. Pada dasar  daerah  E,  densitas  udara  besar  tetapi  intensitas  EUV  sangat  rendah, sehingga jumlah ion dan electron yang di produksi juga sedikit [3].
Gambar 6 Penetrasi radiasi matahari V is ible X -R a y E U V O2 O N 2 N UV O3 100 200 300 400 km Frekuensi

## 2.9. Pendekatan Model Multi Quasi Parabolic
Propagasi  radio  sangat  tergantung  denga  kerapatan  eletron  ionosphere. Model Quasi Parabolic menggambarkan profil konsentrasi electron di ionosphere dengan  segmen  quasi  parabola.  Sebuah  hubungan  antara frequency  plasma dan konsentrasi electron (
), oleh karena itu untuk model QP untuk satu
lapisan layer dengan menggunakan persamaan (1a)
{ ( ) …………………………… 1a Dimana r : jarak radial dari pusat bumi
: adalah nilai r di dasar lapisan
: adalah lapisan tebal setengah adalah  nilai  r  dimana  frekuensi  plasma  mencapai  maksimum,
(f0 adalah frekuensi  pada lapisan kritis). b di  peroleh dengan persamaan (2a) dan diperoleh dengan persamaan (2b)
( ) ................................................................................................ (2a) .................................................................................................. (2b)
Gambar 7. Multi Quasi Parabolic, Model
Model  MQP  dapat  di  uraikan  pada  gambar  1,  bahwa  lapisan  E  dan  F1 bergabung dengan lapisan J1, dan garis  yang bergabung  adalah poin  A dan poin B.  Lapisan  F1  dan  Lapisan  F2  bergabung  dengan  lapisan  J2,  dan  titik-titik bergabung pada poin C dan D. sehingga persamaan yang menggambarkan model Ionosphere MQP dapat di tulis sebagai persamaan (3a) - (3e) ( ) ...................................................................... (3a) ( ) ..................................................................... (3b) ( ) ................................................................    (3c) ( ) ................................................................ 3d)
N e (kerapatan electron) K e ting g ian , k m
( ) ............................................................. (3e) * E layer ** J1 joining layer *** F1 layer **** J2 joining layer *****  F2 layer Pertama kita asumsikan bahwa lapisan J1 dan E bergabung di puncak yang terakhir. Kemudian . Lapisan pada J2 dan dan lapisan pada F1  berkumpul  di  paling  akhir,  maka
merupakan
nilai pada lapisan F2.
Maka  kedua  parameter  dari  lapisan  J1 berhubung  pda  titik  B  dengan  di hitung  kecocokan  frekuensi  plasma  dan  gradient  sesuai  dengan  persamaan  (4a) dan (4b) | |    | ..................................................................... (4a) | | .................................................................... (4b) ...................................................................... (5a) ...................................................................... (5b) Akhirnya  pda  parameter dari  lapisan J2  dan  ketinggian bertemu  pada titik D yang sudah di hitung dengan nilai pada persamaan (6a) dan (6b) ...................................................................... 6a) ...................................................................... 6b)

## 2.10. Periferal Pendukung
Berikut beberapa perangkat-perangkat tambahan sebagai pendukung dalam melakukan komunikasi radio antara lain :
 Software N1MM Logger
Software  N1MM  Logger  merupakan  aplikasi  yang  digunakan  sebagai  media komunkasi radio High Frequency secara real time dan aplikasi N1MM Logger terkoneksi  dengan  perangkat  radio  dan  computer  yang  dilakukan  dengan  cara konfigurasi perangkat radio dengan komputer yang sudah terinstalasi. Konfigurasi radio yang di gunakan Yaesu FT450 sebagai alat untuk transmiiter data  Continues  wave  yang  sudah  di  rubah  melalui  software  N1MM  Logger dalam bentuk data digital

##  Antena
Antena  pada  penelitan  ini  menggunakan    jenis  3  Elemen  dengan ketinggian  25  dari  permukaan  tanah  letak  antenna  berada  pada  lokasi longitude  107.009003  dan  -6.256314  Latitude.  Antena  memiliki  daya transmit  hingga  500  watt  sehingga  menjadi  pilihan  sebagai  media transmitter gelombang radio pada  penelitian ini
Gambar 9. Antena Radio Komunikasi

## 3. METEDOLOGI PENELITIAN

## 3.1.Gambaran Umum Komunikasi Radio
Pada bagian ini akan dibahas tentang metedologi penelitian yang digunakan untuk  menghitung  besaran  frekuensi  kritis  dan  ketinggian  pantulan  gelombang radio dengan memanfaatkan lapisan ionosfer.

## Gambar 10. Flowchart Transmit dan Receiver komunikasi radio
Rancangan  flowchart  analisa  komunikasi  ini  dibuat  untuk  melakukan komunikasi  radio  secara  real  time  dengan  menggunakan  gelombang  HF  high frequency.  Komunikasi  radio  dilakukan  secara  acak  namun  demikan  frekuensi yang digunkana yaitu 21 MHz.

## 3.2. Intalasi Konfigurasi Perangkat Radio HF
Sebelum  melakukan  komunikasi  radio  berupa  pengiriman  data  gelombang CW continues wave yang melalui proses perubahan digital dengan menggunakan program  N1MM  Blogger  sebagai  aplikasi  pendukung  yang  dapat  mengenali device  transmitter  atau  radio  pancar  di  butuhkan  interface  berupa  rs32  sebagai media transmit antara radio yang terkoneksi oleh perangkat computer yang sudah terintalasi oleh program tersebut.
Gambar 11. Interface komunikasi radio ke komputer

## 3.3. Propagasi Gelombang Radio
Propagasi  gelombang  radio  merupakan  proses  perambatan  gelombang radio  dari  pemancar  ke  penerima.  Transmisi  sinyal  dengan  media  nirkabel  yang memerlukan  antenna  untuk  meradiasikan  sinyal  radio  ke  udara  bebas  dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Gelombang ini akan merambat melalui udara bebas  menuju  antenna  penerima  dengan  mengalami  peredaman  sepanjang lintasannya,  sehingga  ketika  sampai  di  antenna  penerima,  energy  sinyal  sudah sangat lemah.
Definisi  dari  propagasi  gelombang  adalah  perambatan  gelombang  pada media  perambatan.  Media  perambatan  atau  biasa  juga  disebut  saluran  transmisi gelombang dapat berupa fisik yaitu sepasang kawat konduktor, kabel koaksial dan berupa non fisik yaitu gelombang radio atau sinar laser. (J, Herman, 1986: 1.4).
Dari  segi  teknis  dan  secara  ekonomis,  sebagai  media  komunikasi pentransmisian  gelombang  dalam  jarak  yang  jauh,  akan  lebih  efisien  apabila menggunakan  udara  bebas  sebagai  media  transmisinya.  Hal  ini  memungkinkan karena gelombang radio atau RF (radio frequency) akan diradiasikan oleh antena sebagai  matching  device  antara  sistem  pemancar  dan  udara  bebas  dalam  bentuk radiasi  gelombang  elektromagnetik.  Terdapat  tiga  macam  jenis-jenis  propagasi yang  utama,  yaitu Ground  wave,    Ionespheric  or  Sky  wave dan Trophospheric Wave, adapun jenis propagasi diantara sebagai berikut :

## 3.4. Propagasi Gelombang Tanah
Gelombang  tanah  (ground  wave)   adalah  gelombang  radio  yang berpropagasi  di  sepanjang  permukaan  bumi/tanah.  Gelombang  ini  sering  disebut dengan  gelombang  permukaan  (surface  wave).  Untuk  berkomunikasi  dengan menggunakan  media  gelombang  tanah,  maka  gelombang  harus  terpolarisasi secara  vertikal,  karena  bumi  akan  menghubung-singkatkan  medan  listriknya  bila berpolarisasi  horisontal.  Gelombang  tanah  sangat  tidak  efektif  pada  frekuensi  di atas  2  MHz.  Propagasi  gelombang  tanah  merupakan  satu-satunya  cara  untuk berkomunikasi di dalam lautan.
Untuk  memperkecil  redaman  laut,  maka  digunakan  frekuensi  yang  sangat rendah, yaitu band ELF (Extremely Low Frequency), yaitu antara 30 hingga 300 Hz.  Dalam  pemakaian  tertentu  dengan  frekuensi  100  Hz,  redamannya  hanya sekitar  0,3  dB  per  meter.  Redaman  ini  akan  meningkat  drastis  bila  frekuensinya makin tinggi, misalnya pada 1 GHz redamannya menjadi 1000 dB per meter.

## 3.5. Konfigurasi N1MM Blogger system
Aplikasi  N1MM  Blogger  system  merupakan  aplikasi  di  gunakan  untuk radio  komunikasi  yang  harus  di  install  pada  computer  dan  terkoneksi  oleh perangkat radio, aplikasi ini berfungsi sebagai dialog komunikasi melalui pesawat Radio  dengan  menggubah  dari  data  digital  ke  analog.  Aplikasi  ini  di  gunakan mempermudah  komunikasi  digital  pengiriman  berita  berupa  sandi  morse. Sehingga untuk  mengirimkan berita hanya dengan membuat  macro database dan di simpan kedalam system tersebut.

## 3.6.Sincronisasi data komunikasi radio
Pengiriman data signal radio menngunakan gelombang high frekuensi yang bekerja  pada  frekuensi  21  MHz  dan  penerimaan  data  signal  radio  yang  di pancarkan oleh stasiun pengirim data tersebut kemudian di simpan sebagai history data radio.  Data dari log tersebut  lalu di  upload ke dalam website www.qrz.com untuk  dilakukan  sinkronisasi  pada  masing-masing  staiun  radio  sehingga  data tersebut di gunakan sebagai hasil komunikasi international.
Dari  hasil  komunikasi  radio  yang  didapat  sebanyak  52  stasiun  hanya  15 stasiun  radio  yang  di  sincronisasi  oleh  website www.qrz.com .  Adapun  hasil  15 stasiun radio yang sudah di konfirmasi terdapat pada lampiran.

## 4. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Pada  bagian  ini  berisikan  tentang  perhitungan  dan  analisa  dari  hasil pengamatan  dari  hasil  komunikasi  radio  dengan  menggunakan  gelombang  high frekuensi    21  MHz  yang  dilakukan  pada  tanggal  23  September  2015  pukul 8:08:55  AM  sampai  dengan  pukul  1:59:37  PM  dan  mendapatkan  52  hasil komunikasi dari berbagai stasiun pemancar.

## 4.1. Prosedur Perhitungan
Pada bagian ini akan dibahas tentang metodologi penelitian yang digunakan dalam  mengunakan  model  Multi-Quasi-parabolic  dengan  EF-Valley  sebagai pengukuran  menganalisa  terhadap  kerapatan  electron  dan  menggunakan persamaan Maximum Oblique Frequensi (MOF).

## 4.2. Perhitungan Batasan Lapisan Layer
Dengan menggunakan persamaan umum Multi Quasi Parabolic dimana rb < r < ra dimana r adalah nilai diantara r b dan r a . r, r b dan r a adalah jarak radial dari pusat bumi.  r m adalah  daerah  antara  r b dan  r a dimana  kerapatan  elektron  mencapai maksimum. a dan b adalah nilai kerapatan elektron masing-masing di r a dan r b , Dengan menggunakan tabel layer E hingga F2, nilai r a dan r b disetiap layer, serta jangkauan frekuensi kritis antara 0-10 MHz, maka dilakukan komputasi nilai r m , r a dan r b dimasing-masing layer, sehingga jangkauan frekuensinya sesuai. Ringkasan hasil komputasinya disajikan pada tabel 2.
Diasumsikan untuk layer E : dengan nilai fb = 0.03 MHz fa = 3.3 MHz dan rb = 99  km  dan  ra  =  108  km,  maka  nilai  rm  yang  sesuai  adalah  107.5  km  maka persamaan grafik layer E adalah : f 2 N = 10.9218 – 1481.4571(1-107.5/r) 2 .
Tabel 2. Perhitungan Model Multi Quasi Parabolic Layer
a b a-b r m r 1 - r 2 r b r a E layer 10.922 1,481.457 1,470.535 107.5000 9.0000 99.00 108.00 J1 Layer 17.664 57.713 40.049 145.0000 40.0000 108.00 148.00 F1 Layer 25.142 455.175 430.034 167.0000 22.0000 148.00 170.00 J2 Layer 64.985 273.504 208.520 235.0000 80.0000 170.00 250.00 F2 Layer 100.065 693.771 593.706 307.0000 60.0000 250.00 310.00 E-F2 Layer up 100.323 1,243.036 1,142.712 315.0000 -130.0000 440.00 310.00

## 4.3. Prosedur Perhitungan Komunikasi
Prosedur komunikasi pengiriman signal Continues Wave dilakukan secara acak dan di lakukan berdasar waktu kondisi saat melakukan pengiriman data dan penerimaan data komunikasi.
Prosedur  pengukuran  ini  adalah  menjelaskan  langkah-langkah  sebabai berikut :
1. Menyiapkan  peralatan  komunikasi  radio  seperti  pada  gambar  13  dan memastikan bahwa posisi antena sudah di ukur.
2. Computer  sudah  di  install  oleh  program  aplikasi  N1MM  logger  dan melakukan konfigurasi pada program aplikasi tersebut
3. Memastikan  bahwa  radio  sudah  terkoneksi  oleh  interface  selanjut  sudah terhubung oleh computer
4. Kemudian  berikan  daya  tegang  pada  perangkat  radio  dengan  tegangan  arus dc 13.8 Volt dengan 40A
5. Hubungkan  cable  antenna  RG  58  dengan  independence  50  Ohmpada perangkat  radio.
6. Kemudian  lakukan  proses  DX  atau  transmit  pada  frekuensi  21  MHz  secara continue  apabila  terjadi  respon  dapat  di  tampilkan  pada  program  N1MM Logger seperti gambar 13.
Gambar 13. Proses Pengiriman Signal

## 4.4. Interkoneksi Radio Komunikasi
Setelah di lakukan pengiriman data komunikasi secara terus menerus dapat berkumunikasi  dengan  beberapa  bagian  Negara  dengan  waktu  yang  berbeda. Berikut ini ditampilkan di tabel 3 hasil komunikasi yang di lakukan pada kondisi waktu 07.00 WIB sampai dengan 10.00 WIB.

## Tabel 3 Hasil komunikasi Pada frekuensi 21 MHz
Country Japan South Africa Austria Germany Thailand BELGIUM Calsign JL1OHO ZS4GB OE3DXA DL9NO HS7WMU ON3ANY Latitude 35.7429 -28.103183 48.115673 49.728333 11.868301 50.737468 Longitude 139.748986 26.857283 16.723114 10.123333 99.784436 3.606005 Bearing 33.9 NE 242.5 wsw 317.9 NW 319.5 NW 338.1 nnw 320.8 Nw Distance 5780.0 Km 8723.6 Km 10543.9 Km 11030.1 Km 2162.4 Km 11484.9 km Long Path 34223.2 Km 31279.6 Km 29459.3 Km 28973.1 Km 37840.8 Km 28518.3 km Sunrise 19:27:45 UTC 04:54:29 UTC 02:59:48 UTC 03:19:16 UTC 22:55:27 UTC 03:40:40 UTC Sunset 09:48:49 UTC 15:25:18 UTC 18:41:04 UTC 19:14:24 UTC 11:40:51 UTC 19:45:08 UTC Freq 21.071.38 21.069.94 21.072.1 21.072.1 21.069.371 21.069.84 Date & Time 9/20/2015 8:45:41 AM 9/20/2015 9:27:10 AM 9/20/2015 1:40:07 PM 9/20/2015 1:43:47 PM 9/20/2015 2:17:05 PM 9/20/2015 2:28:31 PM Power 100 watt 100 watt 100 watt 100 watt 100 watt 100 watt

## 4.5. Hasil Perhitungan Komunikasi Radio
Hasil  perhitungan  dalam  penelitian  ini  dilakukan  berdasarkan  lokasi  tujuan  dan asal  setelah dilakukan perhitungan dengan menggunakan rumus
√ ( ( )) (    (        ( )) ) (    (        ( )) )
Penetuan  frekuensi  maksimum  suatu  sirkit  komunikasi  radio  digunakan perumusan  frekuensi  maksimum  oblique  (Maximum  Oblique  frequency,  MOF) dengan f c adalah  frekuensi  maksimum  lapisan  ionosfer  dalam  satuan  MHz, sedangkan  h  menyatakan  ketinggian  lapisan  ionosfer  (km),  d  adalah  jarak  (km) antara  stasiun  pemancar  dengan  stasiun  penerima,  dan  Rb  adalah  jari-jari  Bumi yang diambil nilainya untuk daerah ekuator yaitu 6378.388 kilometer.

## 4.5.1. Hasil Perhitungan Pencarian ketinggian Ionosfer dan kerapatan
Penentuan  untuk  mencari  ketinggian  dilakukan  dengan  perhitungan  rumus maximum  oblique  frekuensi  (MOF)  dengan  di  ketahui  frekuensi  kerja  dengan menggunakan  pendekatan  iterasi,  dan  menggunakan  2  parameter  yaitu  batasan ketinggian pantulan dan batasan frekuensi kritis.
Hasil  perhitungan  pencarian  ketinggian  pada  lapisan  Ionosphere  dan kerapatan electron sesuai dengan frekuensi kerja. Hasil perhitungan tampak pada tabel 4, table 5, tabel 6, tabel 7, tabel 8 dan tabel 9.
Tabel  4.  Hasil  Pencarian  ketinggian  pantulan    dengan  frekuensi  21.07138  MHz.  (Bekasi  -
Jepang) No Frekuensi kritis - MHz Ketinggian Pantulan (Height km) / Frekuensi Kerja (MHz) 1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 184,9980 km 184.9985 km 184.9990 km 184.9995 km 185.0000 km 185.0005 km 185.0010 km 185.0015 km 185.0020 km 185.0025 km 1 6.000000 21.07139 21.07138 21.07137 21.07135 21.07134 21.07133 21.07132 21.07131 21.07130 21.07128 2 6.050000 21.24698 21.24697 21.24696 21.24695 21.24694 21.24693 21.24691 21.24690 21.24689 21.24688 3 6.100000 21.42258 21.42257 21.42256 21.42254 21.42253 21.42252 21.42251 21.42250 21.42248 21.42247 4 6.150000 21.59817 21.59816 21.59815 21.59814 21.59813 21.59811 21.59810 21.59809 21.59808 21.59807 5 6.200000 21.77377 21.77376 21.77374 21.77373 21.77372 21.77371 21.77370 21.77368 21.77367 21.77366
Tabel 5 Hasil Pencarian ketinggian dengan frekuensi 21.06994 MHz. (Bekasi - Afrika)
No Frekuensi kritis - MHz Ketinggian Pantulan (Height km) / Frekuensi Kerja (MHz) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 134.8700 km 134.8710 km 134.8720 km 134.8730 km 134.8740 km 134.8750 km 134.8760 km 134.8770 km 134.8780 km 134.8790 km 1 7.650000 21.07001 21.07000 21.06999 21.06997 21.06996 21.06995 21.06994 21.06993 21.06992 21.06990 2 7.700000 21.20772 21.20771 21.20770 21.20769 21.20767 21.20766 21.20765 21.20764 21.20763 21.20762 3 7.750000 21.34543 21.34542 21.34541 21.34540 21.34539 21.34537 21.34536 21.34535 21.34534 21.34533 4 7.800000 21.48315 21.48313 21.48312 21.48311 21.48310 21.48309 21.48307 21.48306 21.48305 21.48304 5 7.850000 21.62086 21.62085 21.62083 21.62082 21.62081 21.62080 21.62079 21.62077 21.62076 21.62075
Tabel 6 Hasil Pencarian ketinggian dengan frekuensi 21.07210 MHz. (Bekasi - Austria)
No Frekuensi kritis - MHz Ketinggian Pantulan (Height km) / Frekuensi Kerja (MHz) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 307.7700 km 307.7710 km 307.7720 km 307.7730 km 307.7740 km 307.7750 km 307.7760 km 307.7770 km 307.7780 km 307.7790 km 1 9.500000 21.07215 21.07214 21.07214 21.07213 21.07212 21.07212 21.07211 21.07210 21.07209 21.07209 2 9.550000 21.18306 21.18305 21.18304 21.18304 21.18303 21.18302 21.18301 21.18301 21.18300 21.18299 3 9.600000 21.29396 21.29396 21.29395 21.29394 21.29393 21.29393 21.29392 21.29391 21.29391 21.29390 4 9.650000 21.40487 21.40486 21.40485 21.40485 21.40484 21.40483 21.40483 21.40482 21.40481 21.40480 5 9.700000 21.51578 21.51577 21.51576 21.51575 21.51575 21.51574 21.51573 21.51572 21.51572 21.51571
Tabel 7 Hasil Pencarian ketinggian dengan frekuensi 21.07210 MHz. (Bekasi - Jerman)
No Frekuensi kritis - MHz Ketinggian Pantulan (Height km) / Frekuensi Kerja (MHz) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 190.4950 km 190.4960 km 190.4970 km 190.4980 km 190.4990 km 190.5000 km 190.5010 km 190.5020 km 190.5030 km 190.5040 km 1 9.450000 21.07213 21.07212 21.07211 21.07211 21.07210 21.07209 21.07209 21.07208 21.07207 21.07207 2 9.500000 21.18362 21.18361 21.18361 21.18360 21.18359 21.18359 21.18358 21.18357 21.18356 21.18356 3 9.550000 21.29511 21.29511 21.29510 21.29509 21.29508 21.29508 21.29507 21.29506 21.29506 21.29505 4 9.600000 21.40661 21.40660 21.40659 21.40658 21.40658 21.40657 21.40656 21.40656 21.40655 21.40654 5 9.650000 21.51810 21.51809 21.51808 21.51808 21.51807 21.51806 21.51806 21.51805 21.51804 21.51803
Tabel 8 Hasil Pencarian ketinggian dengan frekuensi 21.06937 MHz. (Bekasi - Thailand)
No Frekuensi kritis - MHz Ketinggian Pantulan (Height km) / Frekuensi Kerja (MHz) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 236.9500 km 236.9510 km 236.9520 km 236.9530 km 236.9540 km 236.9550 km 236.9560 km 236.9570 km 236.9580 km 236.9590 km 1 6.150000 21.06955 21.06949  21.06943 21.06937 21.06931 21.06925 21.06919  21.06914  21.06908  21.06902 2 6.200000 21.24084 21.24078  21.24073  21.24067 21.24061 21.24055 21.24049  21.24043  21.24037  21.24031 3 6.250000 21.41214 21.41208  21.41202  21.41196 21.41190 21.41184 21.41178  21.41172  21.41166  21.41160 4 6.300000 21.58344 21.58338  21.58332  21.58326 21.58320 21.58314 21.58308  21.58302  21.58296  21.58290 5 6.350000 21.75474 21.75467  21.75461  21.75455 21.75449 21.75443 21.75437  21.75431  21.75425  21.75419
Tabel 9 Hasil menentukan ketinggian dengan frekuensi 21.06984 MHz. (Bekasi - Belgia)
No Frekuensi kritis - MHz Ketinggian Pantulan (Height km) / Frekuensi Kerja (MHz) 1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 187.9500 km 187.9550 km 187.9600 km 187.9650 km 187.9700 km 187.9750 km 187.9800 km 187.9850 km 187.9900 km 187.9950 km 1 9.550000 20.63767 20.63764  20.63761  20.63758 20.63755  20.63752 20.63749 20.63745  20.63742  20.63739
2 9.600000 20.74572 20.74569  20.74566  20.74563 20.74560  20.74557 20.74554 20.74550  20.74547  20.74544
3 9.650000 20.85377 20.85374  20.85371  20.85368 20.85365  20.85362 20.85359 20.85355  20.85352  20.85349
4 9.700000 20.96182 20.96179  20.96176  20.96173 20.96170  20.96167 20.96163 20.96160  20.96157  20.96154 5 9.750000 21.06988 21.06984 21.06981  21.06978 21.06975  21.06972 21.06968 21.06965  21.06962  21.06959

## 4.5.2. Hasil Perhitungan Pencarian detail ketinggian
Hasil perhitungan komunikasi terhadap frekuensi kerja yang nilai sudah di diketahui, dapat di lihat pada tabel 10.

## Tabel 10 Hasil perhitungan propagasi dan Kerapatan Electron
No Hubungan Komunikasi Radio Frekuensi Kerja(MHz) Jarak (km) Ketinggian Pantulan (km) Kerapatan Elecron Ne/m 3 Ionosfer Siang 1 Bekasi – Jepang 21.07138 5780 184.9985 6 Daerah F1 2 Bekasi - Afrika 21.06994 8723.6 134.876 7.65 Daerah F1 3 Bekasi – Austria 21.0721 10543.9 307.777 9.5 Daerah F2 4 Bekasi – Jerman 21.0721 11030.1 190.499 9.45 Daerah F1 5 Bekasi – Thailand 21.06937 2162.4 236.953 6.15 Daerah F2 6 Bekasi - Belgia 21.06984 11484.9 187.955 9.75 Daerah F1

## 4.5.3. Pembahasan perhitungan dengan pencarian ketinggian dan kerapatan
Pengolahan  data  setelah  dilakukan  perhitungan  yang  di  lakukan  dari  hasil komunikasi  radio.  Perhitungan  yang  di  lakukan  dengan  mneggunakan  metode iterasi  yang  sudah  di  ketahui  frekuensi  kerja,  maka  di  dapatkan  nilai  ketinggian masing-masing dan frekuensi kritis sesuai dengan tabel 9. Hubungan komunikasi di dapat adanya persamaan frekuensi kerja pada gelombang  21.0721 MHz antara komunikasi  Bekasi  dengan  Austria  dan  Bekasi  dengan  Jerman  ada  perbedaan ketinggian yang di pengaruhi oleh jarak komunikasi yang berbeda.
Frekuensi  maksimum  merupakan  satu  besaran  yang  sangat  penting  dalam komunikasi  HF  (3  –  30  MHz).  frekuensi  maksimum  sangat  bergantung  kepada dua  hal  yakni  frekuensi  kritis  pada  titik  pantul  di  lapisan  ionosfer  dan  geometri dari sirkit komunikasinya maka di dapat hasil seperti pada tabel 9.

## 4.6. Perhitungan dengan pemanfaatan International Reference Iionosfer 2012
Setelah di ketahui ketinggian dan kriteria layer dari hasil perhitungan dengan menggunakan  Multi  Quasi  Parabolic  selanjutnya  menentukan  waktu  yang  tepat untuk  melakukan  komunikasi,  karena  waktu  tersebut  sangat  berpengaruh  oleh electron desinty pada lapisan ionosphere.
Berikut  ini  merupakan  hasil  pemanfaatan  aplikasi  IRI2012  dengan mengimputkan  data  sesuai  dengan  parameter  yaitu  waktu  komunikasi  terjadi, Jarak atau posisi pemancar dan penerima serta ketinggian pada lapisan layer yang sudah di  tentukan. Nilai  yang di  inputkan pada  aplikasi  International  refeference Ionosfer sudah diperoleh malalui perhitungan Maximum Obliqe Frekuensi.

## Tabel 11 Hasil Pemanfaatan aplikasi IRI2012
Jam WIB Height  dan Electron density (Ne)/m 3 Japan 184 km Africa 134 km Austria 307 km German 190 km Thailand 236 km Belgian 187 km 00.00  71.1983146  2.35684111  38.6044039  6.16335947  68.62069659  5.78843675 01.00  65.2556511  2.57980619  36.1897776  6.09598228  74.94598055  5.74369219 02.00  59.8790447  3.03516062  35.0099986  6.33585038  63.32850859  5.90330416 03.00  58.5192276  3.78219513  36.7994565  7.29390156  52.89423409  6.52548849 04.00  59.4920163 12.618637 42.3001182 10.798148 53.93236505  8.36062199 05.00  59.2562233  26.1095768  48.5860062  22.0186285  57.77369644  15.3577342 06.00  56.0267793  33.8393262  54.8579985  38.2962139 65.3536533 29.2829302 07.00  50.1168634  37.9736751  62.2470883  48.7698677  72.20526297  41.7959328 08.00  41.9726101  39.7076819  70.1077742  53.6227564 77.3420972 48.5952673 09.00  28.7626494  40.3670658  76.4722172  54.7795582 80.8282129 51.5567648 10.00  15.2843057 40.457385 79.1549114  54.5554764  83.38165266  52.4461629 11.00 9.009051 40.000000 78.3300709  54.4784361  81.69149283  52.6079842 12.00  7.13211049  38.9024421  76.4434431  54.3976102  71.18988692  52.3306793 13.00  6.52947165  36.9201842  75.6392755 53.286959 56.95963483 51.094031 14.00  6.41693073  33.4574356 76.151822 50.1168634  40.98292327  48.2213646 15.00  6.51421523  27.4441251  77.0383022  44.0386194  31.23347563  43.1868035 16.00 6.6202719 15.6358562  77.2677164  34.6655449  35.44996474  35.8022346 17.00 6.6434178 4.41859706  75.7053499  24.5240698 48.6970225 27.8425933 18.00  6.82561353  3.15992089 70.96478 15.8496057  59.41801074 18.443427 19.00  7.77418806  2.64811254  63.7565683  12.6043643  59.55081863  12.7393092 20.00  14.4516435  2.38796985 55.593165 10.4312032  50.02999101  10.5749704 21.00  35.6819282  2.27510439  48.4159065  8.27719759  37.09851749  10.2693719 22.00  59.4348383 2.2304708 43.6199496  7.03718694  32.67873927  6.65875364 23.00  71.2179753  2.26245442  40.8705273 6.4366917 46.02933847  6.03315838

## 4.7.Pengamatan Waktu Komunikasi Radio
Komunikasi  dapat  di  lakukan  kapan  saja,  akan  tetapi  waktu  komunikasi radio  gelombang  High  Frekuensi  memiliki  karakteristik  yang  khusus  dan  sangat di  pengaruhi  oleh  fenomena  alam.  Dari  tabel  10  dapat  di  simpulkan  bahwa komunikasi yang terbaik dapat dilakukan antara waktu 20.00 s.d 01.00 dilakukan malam hari karena kepadatan lapisan electron density  pada lapisan layer berbeda dengan kondisi waktu di siang hari.

## Gambar 14. Kondisi Kerapatan Electron Berdasarkan waktu

## 5 PENUTUP

## 5.1. Kesimpulan
Setelah  melakukan  perhitungan  terhadap  komunikasi  radio  High  Frekuensi dengan  memanfaatkan  lapisan  ionosfer  dan  model  pendekatan  Multi  Quasi Parabolic konvensional di peroleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Komunikasi  dengan  menggunakan  gelombang  radio  pada  frekuensi  High Frekuensi dilakukan sebanyak 52 kali namun yang sudah di komfirmasi hanya 15 stasiun radio.
2. Pada  perhitungan  hanya  di  lakukan  6  scanerio  dengan  hasil  yang  di  dapat komunikasi  radio  dengan  jarak  5.780  km  dari  bekasi  ke  jepang  gelombang dipantulkan  melalui  lapisan  ionosfer  dengan  ketinggian  184  km  dengan kerapatan electron 6 Ne/cm 3
3. International Reference Ionosefer merupakan lembaga  yang bergerak sebagai riset  antariksa.  Dan  menyediakan  aplikasi  perhitungan  untuk  mengetahui pemanfaatan  dan  analisa.  Parameter  yang  di  inputkan  oleh  aplikasi  yang disediakan  oleh  International  Reference  dapat  lebih  terperinci  yaitu mengimputkan  waktu  komunikasi  yaitu  tanggal  bulan  dan  tahun,  lokasi pemancar dan penerima radio
4. Hasil  pengamatan  melalui  international  reference  ionosfer  waktu  komunikasi yang sangat baik dilakukan mulai pukul 20.00 s.d 01.00.
5.2. Saran
1. Saran yang ditambahkan pada penelitian ini adalah sebagai berikut :
2. Pada saat melakukan komunikasi radio frekuensi hanya di  frekuensi 21 MHz
3. Untuk mendapatkan perhitungan yang teliti, sebaiknya perhatikan dalam melakukan iterasi untuk mencari ketinggian pantulan gelombang
4. Perlu penelitian lebih lanjut untuk mendapatkan perhitungan  dengan berbasis website secara online
K e ti nggi a n k m 0 50 100 150 200 250 300 350 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Belgia Thailand german
Austria
Afrika
Jepang WIB

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Alaydrus, M (2014), Medan Elektromagnetik, Penerbit Andi.
[2] Alaydrus, M (2011), Antena: Prinsip dan Aplikasi, Penerbit Graha Ilmu.
[3] T.  Bayong,  (2016)  Ilmu  Kebumian  dan  Antariksa,  Penerbit  Remaja Rosdakarya.
[4] Fabrizio,  G.  (2013),  High  Frequency  Over  The  Horizon  Radar, Fundamental  Principle,  Signal  Processing,  And  Pratical  Application, McGraw Hill.
[5] Hayt,  W.H.,  John  A.  Buck  (2011),  Engineering  Electromagnetics,  eight. Edition, McGraw-Hill Companies
[6] H.  L  Krauss,  Charles  W.  Bostin  dan  Federick  H.  Raab  (1990),  Teknik Radio Benda Padat, Universitas Indonesia.
[7] Mesiya, MF (2012), Contemporary Communication System, McGraw Hill
[8] Goral, PB., HF SSB User’s Guide & Professional Product Catalog
[9] Schenk, TCW., R.J.C. Bultitude, L.M. Augustin, R.H. van  Poppel and G.
Brussaard,  Analysis of Propagation Loss in Urban Microcells at 1.9 GHz and  5.8  GHz,  Proc.  URSI  Commison  F  Open  Symposium  on  Radiowave
Propagation  and  Remote  Sensing,  Garmisch-Partenkirchen,  Germany,
February 12-15, 2002.
[10] Shanmugam, K.Sam (2013), Digital And Analog Communication System, Wiley.
[11] Suhana  dan  Shigeki  Shoji  (1981),  Pengantar  Teknik  Telekomunikasi, Penerbit Pt Pradnya Paramita.
[12] J.  Sun,  Xiao-Juan  Zhang,  (2016)  Multi-quasi-parabolic  ionosphere  model with  EF-valley  Journal  Annals  of  Geophysics,  59,  2,  2016,  A0213; doi:10.4401/ag-6780
[13] Tan,  D.,  Xiaogang  Chen,  Investigation  of  transmission  performance  of single sideband radio over fiber link, Journal of Physics Conference Series 276 (2011) 012091.
[14] Uke Kurniawan Usman,  (2010) Pengantar Ilmu Telekomunikasi , Penerbit Informatika Bandung,
[15] Usman,  U  K,  dan  Hantoro,  G  D.  (2008) Konsep  Teknologi  Selurer , Penerbit Informatika Bandung,
[16] Wilardjo, Liek, (2015) Gelombang Electromagnetik Penerbit Graha Ilmu [17] Wave tm User  Guide,  Release  march  2012,  copyright  2012  Stenograph, LLC, www.stenograph.com
[18] Wahyuni  Khabzli  (2014),  Pengukuran  Karakteristik  Propagasi  Kanal  HF Untuk  Komunikasi  Data  Pada  Band  Maritim,  Jurnal  Teknik  Elektro  dan Komputer, Vol. 2, No. 2, Oktober 2014, 207-216.
[19] HTTP://WWW.qrz.com
[20] http://omniweb.gsfc.nasa.gov/vitmo/iri2012_vitmo.html